一种改性有机硅阻燃剂及其在回收聚碳酸酯中的应用制造技术

本发明专利技术属于聚碳酸酯技术领域，具体涉及一种改性有机硅阻燃剂及其在回收聚碳酸酯中的应用。本发明专利技术通过对废旧聚碳酸酯材料的回收处理和对阻燃再生聚碳酸酯复合材料整体原料配方的优化，使得复合材料达到优异的常温和低温冲击韧性；在230

【技术实现步骤摘要】
一种改性有机硅阻燃剂及其在回收聚碳酸酯中的应用


[0001]本专利技术属于聚碳酸酯
，具体涉及一种改性有机硅阻燃剂及其在回收聚碳酸酯中的应用。

技术介绍

[0002]随着减碳、环保要求的提高，再生塑料已不再是简单地降低成本了，增加废旧塑料有效循环使用既可以治理废旧塑料带来的巨大环境污染问题，又可以减少新塑料生产带来的高碳排放问题，节能减排效果明显。聚碳酸酯具有良好的光学性能、力学性能和阻燃性能，被广泛应用在消费电子、电子工程、家用电器、汽车零部件和建筑板材等领域。国内聚碳酸酯使用量越来越高，回收再生的聚碳酸酯也可以弥补新料短缺的问题。单纯再生的聚碳酸酯难以满足消费电子、电子工程、家用电器等领域的阻燃要求，对再生聚碳酸酯进行阻燃改性也越来越重要，同时，这些领域对聚碳酸酯的耐低温性能也有一定要求。
[0003]现有技术方案中，兼具耐低温韧性和阻燃性能的聚碳酸酯是通过合成硅烷共聚聚碳酸酯来实现低温性能，且硅烷共聚聚碳酸酯具有阻燃性能，从而达到耐低温和阻燃双重性能的聚碳酸酯。但该方案并不适用于已是高分子的再生聚碳酸酯，目前再生聚碳酸酯的阻燃性能都是通过外加阻燃剂来实现的，很难获得低温韧性。详见如下现有技术方案：
[0004]中国专利申请文件(公开号：CN103724972A)公开了一种耐低温阻燃光扩散聚碳酸酯复合材料及其制备方法，所述聚碳酸酯复合材料包含以下重量份的组分：聚碳酸酯树脂400
‑
900份，有机硅共聚PC树脂100
‑
500份，磺酸盐阻燃剂0.5
‑
20份，光扩散剂1
‑
20份，助剂5
‑
50份。所述制备方法包括以下步骤：将聚碳酸酯树脂、有机硅共聚PC树脂、磺酸盐阻燃剂、光扩散剂、助剂在高速混合机中混合均匀后，投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出造粒，即得。该专利技术所获的耐低温阻燃光扩散聚碳酸酯复合材料虽然具有较高阻燃性和较优异的低温性能，可是需要同时加入高比例的低温冲击性能好的有机硅共聚PC树脂和高填充量的阻燃剂才能获得耐低温阻燃光扩散聚碳酸酯复合材料。
[0005]中国专利申请文件(公开号：101717565A)公开了一种耐高低温阻燃聚碳酸酯组合物及其制备的模制品，包括如下重量百分数的组分：聚碳酸酯树脂88
‑
97.8％，有机硅增韧阻燃剂2
‑
10％，耐候体系0.2
‑
2％，并且三者之和是100％。其阻燃聚碳酸酯组合物虽然具有较好的耐候性能和耐高、低温冲击，但有机硅增韧阻燃剂为有机硅核
‑
壳结构的接枝共聚物，有机硅核含量50
‑
95重量％，余量为壳，制备方法和控制工艺比较繁琐，不利于大规模的工业化生产。
[0006]中国专利申请文件(公开号：CN102079857A)公开了一种无卤阻燃PC组合物及其制备方法。其聚碳酸酯组合物包括以下组分：聚碳酸酯、再生聚碳酸酯、增韧剂、无卤阻燃剂、复合抗氧剂、含氟抗滴落剂、相容剂、润滑剂、分散剂。该专利技术的无卤阻燃PC组合物阻燃虽然可以达到UL
‑
94阻燃性1.6mmV
‑
0的标准，但是由于再生PC加入，无卤阻燃PC组合物的韧性非常低，如断裂伸长率最高仅为28％，悬臂梁冲击最高仅为13.5KJ/m2。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种制备简单、环保、可持续的改性有机硅阻燃剂。
[0008]本专利技术的上述目的通过如下方案方式实现：一种改性有机硅阻燃剂，所述的改性有机硅阻燃剂为含氨基的有机硅阻燃剂通过甲苯二异氰酸酯改性制得。
[0009]在上述的一种改性有机硅阻燃剂中，含氨基的有机硅阻燃剂的结构式为：
[0010][0011]其中，x＝60
‑
160，y＝1
‑
5，n＝1
‑
4。
[0012]在上述的一种改性有机硅阻燃剂中，甲苯二异氰酸酯包括甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯、甲苯
‑
2,6
‑
二异氰酸酯中的一种或两种。
[0013]甲苯二异氰酸酯具有两个强反应的异氰酸酯基团(
‑
N＝C＝O)，异氰酸酯基团在常温下即可与氨基快速反应，故将含氨基有机硅阻燃剂在超声作用下充分分散在丙酮溶液中，增加甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基团与有机硅阻燃剂的氨基基团接触概率，即可以在常温条件下发生反应。由于甲苯二异氰酸酯含有两个强反应的异氰酸酯官能团，当甲苯二异氰酸酯的其中一个异氰酸酯官能团与含氨基有机硅阻燃剂反应后形成个大分子，其运动能力会远低于小分子的甲苯二异氰酸酯，再次与氨基有机硅阻燃剂反应几率则远小于甲苯二异氰酸酯，可大幅度保留甲苯二异氰酸酯改性有机硅阻燃剂的中另一个异氰酸酯官能团。苯二异氰酸酯改性的有机硅阻燃剂保留的一个强反应的异氰酸酯基团(
‑
N＝C＝O)，在双螺杆造粒过程中，由于双螺杆的剪切作用会有效将阻燃剂分散在聚碳酸酯中，在230
‑
265℃下改性阻燃剂的异氰酸酯基团可较快速度与聚碳酸酯的末端羟基和再生聚碳酸酯的末端羟基以及水解产生的羟基反应，将有机硅阻燃剂固定在聚碳酸酯尤其是再生聚碳酸酯上。
[0014]在上述的一种改性有机硅阻燃剂中，改性有机硅阻燃剂的制备方法包括如下步骤：将含氨基团的有机硅阻燃剂硅加入含丙酮溶液的反应釜中进行超声波分散；然后经常温搅拌加入甲苯二异氰酸酯进行加热反应，最后经干燥得改性有机硅阻燃剂。
[0015]作为优选，改性有机硅阻燃剂具体制备过程为：
[0016]S1、将含氨基团的有机硅阻燃剂硅加入含丙酮溶液的反应釜中，并用超声波进行分散，超声时间为15
‑
45min；
[0017]S2、经常温搅拌后将甲苯二异氰酸酯加入反应釜中，在反应釜中反应4
‑
6h，反应结束后将反应釜加热到40
‑
50℃，将丙酮溶剂蒸发并冷凝回收，将蒸干的粉末放在烘箱中干燥4
‑
8h，最终获得改性阻燃剂。
[0018]本专利技术将反应后的丙酮溶剂加热到40
‑
50℃蒸发后通过冷凝装置回收丙酮溶剂，回收率可达95％以上，回收的丙酮溶剂可继续作为后续反应的溶剂。
[0019]在上述的一种改性有机硅阻燃剂中，甲苯二异氰酸酯的添加量为含氨基的有机硅阻燃剂质量的0.1
‑
1％。本专利技术改性时需要控制甲苯二异氰酸酯的添加量，因为如果添加过多会造成交联现象，添加过少又会导致接枝率不够，达不到改性效果。
[0020]作为优选，所述改性有机硅阻燃剂结构式为：
[0021][0022]其中，x＝60
‑
160，y＝1
‑
5，n＝1
‑
4。
[0023]本专利技术还提供了一种包括上述改性有机硅阻燃剂的再生聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性有机硅阻燃剂，其特征在于，所述的改性有机硅阻燃剂为含氨基的有机硅阻燃剂通过甲苯二异氰酸酯改性制得。2.根据权利要求1所述的一种改性有机硅阻燃剂，其特征在于，含氨基的有机硅阻燃剂的结构式为：其中，x＝60
‑
160，y＝1
‑
5，n＝1
‑
4。3.根据权利要求1所述的一种改性有机硅阻燃剂，其特征在于，甲苯二异氰酸酯包括甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯、甲苯
‑
2,6
‑
二异氰酸酯中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的一种改性有机硅阻燃剂，其特征在于，改性有机硅阻燃剂的制备方法包括如下步骤：将含氨基团的有机硅阻燃剂硅加入含丙酮溶液的反应釜中进行超声波分散；然后经常温搅拌加入甲苯二异氰酸酯进行加热反应，最后经干燥得改性阻燃剂。5.根据权利要求1或4所述的一种改性有机硅阻燃剂，其特征在于，甲苯二异氰酸酯的添加量为含氨基的有机硅阻燃剂质量的0.1
‑
1％。6.一种包括如权利要求1所述的改性有机硅阻燃剂的再生聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述复合材料包括如下质量份数的原料：0
‑
50份原生聚碳酸酯、50
‑
100份再生聚碳酸酯、0.1
‑
1份抗滴落剂、0.1
‑
0.5份润滑剂、0.1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻一明，夏兆路，孙剑，张子俊，
申请(专利权)人：宁波坚锋新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：